小角X-射线衍射相机及其在分子生物学中的应用

本文介绍了Huxley-Holmes双聚焦小角X-射线衍射相机的光路、调试方法,以及在生物周期结构研究中的应用实例：1．对虾腹神经索髓鞘膜的片层结构;2．骨髂肌收缩系统的结构。     

燐光探针技术--蛋白质研究的新方法

为了研究蛋白质复杂的结构和特殊的生物学功能,人们采用了各种各样的技术:X-射线衍射技术、圆二色谱技术、超离心技术、各种层析、电泳技术及荧光、烧光光谱技术.这些技术相互补充,相互印证,是研究蛋白质结构、功能和动力学的得力工具.尤其是近年来,由于燐光探针技术在研究水溶液中蛋白质分子疏水微区内不同基团间距离、局部结构柔性、动力学性质及构象变化等独特的优势而引起人们的广泛关注.     

新书介绍

本书为D.L.Rousseau主编的两卷集《生物及医学中的物理技术》中的第一卷。内容有6章,即:核磁共振,电子顺磁共振,穆斯堡尔谱,X-射线吸收谱,大分子晶体学,小角X-射线散射及衍射技术及其在生物、医学中的应用等。本书适于生物物理学、生物学及物理学中涉及生命科学的科研和教学人员以及大学高年级学生阅读。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的分子结构研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)广泛存在于高等植物、藻类及大多数细菌中,催化C4光合作用固定CO2的第一步反应。在过去的10年中关于PEPC分子的一级结构研究已取得显著的进展,最近,通过X-射线衍射分析阐明了大肠杆菌和玉米C4型PEPC分子的三维结构,就这些研究进展进行总结。     

壳聚糖/有机累托石微球的合成及表征

目的:以牛血清白蛋白(BSA)作为模型药物,制备壳聚糖/有机累托石复合物微球,建立一种安全有效的药物控释传递系统。方法:壳聚糖(CS)/有机累托石(OREC)和海藻酸钠,按照不同的混合比例交联,在Ca2+水溶液中包裹BSA而形成壳核结构的微球。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、动态光散射(DLS)、原子力显微镜(AFM)、X-衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察研究微球的形态、CS和OREC的插层结构、BSA的包封率和控释效果。结果:口光学显微镜和扫描电镜观察显示,形成了壳核结构的微球。傅里叶变换光谱和X-射线能量分散显示,OREC存在于微球中。小角X-射线衍射证实,CS链成功的插入OREC插层中。BSA的包封率和控释检测结果显示,与纯的CS/ALG形成的微球相比较,CO复合物所形成的微球药物释放率明显提高。结论:OREC-HTCC纳米粒子是良好的蛋白药物载体,具有包封率高、缓释效果好等优点,为CS-OREC作为潜在的药物给药系统的进一步应用提供科学依据。     

小角X-射线散射法解析多结构域蛋白质或复合物的溶液结构

随着同步辐射装置的建设与发展及各种建模方法的产生与完善,小角X-射线散射（small angle X-ray scattering,SAXS）法已经逐渐成为结构生物学中的一种重要的工具。SAXS可以用于研究溶液中生物大分子的结构及构象变化,蛋白质的组装、折叠等动态过程。本文对SAXS的基本原理、常用的研究技术和建模方法及其应用进行了综述。     

抗肿瘤活性化合物谷氨酰胺衍生物研究 Ⅰ.3-(p-甲基苯磺酰)氨基-2,6-哌啶二酮的合成及其晶体结构和分子结构研究

将谷氨酰胺与对甲苯磺酰氯缩合,经加热脱水环合,合成了抗瘤酮A10的类似物3—(p-甲基苯磺酰)氨基-2,6-哌啶二酮。采用X-射线单晶衍射研究了它的晶体和分子结构。     

应用于生物科学研究的一门新技术——中子散射分析技术

近十年来,中子散射分析技术已经发展成为研究物质结构的重要方法,最近又把这个方法应用到生物科学研究中去。研究生物的细微结构,一般采用电子显微镜和X射线衍射技术。应用电子显微镜,来检查细胞、细胞的组成部分。用X射线衍射技术来研究蛋白质等生物大分子内的原子空间排列。可是在这两个范畴之间,尚有一个空隙:细胞的某些部分,用电子显微镜检测嫌小,用X射线衍射研究原子细节嫌大。而这个中间水平的结构资料,却又往往非常重要。象核糖体就是一个例子。核糖体是一切细胞里都有的、非常重要的细胞器,它由55个蛋白质分子和三个RNA分子所组成。如果不首先了解这些蛋白质、RNA分子是如何进行装配的,我们几乎无法了解核糖体在蛋白质合成中如何执行其任务。可是核糖体在电子显微镜图象中,只能是一个轮廓,从这些图象中获取的结构资料是     

胆固醇对脂双层结构影响的SAXS和STM研究

用小角X射线散射（SAXS)和扫描隧道显微镜（STM）技术分别研究了模拟生物膜脂质体的结构以及胆固醇对生物膜双层结构的影响。结果表明,在扫描隧道显微镜照片中,磷脂分子在石墨表面形成规则的二维点状排列图像;磷脂胆固醇脂质体在石墨表面形成规则的二维波纹状排列图像。用小角X射线散射研究结果表明,DPPC脂质体是片层相结构,DPPC＋Chol脂质体是复相片层结构,DPPE＋Chol脂质体是片层立方相结构,DPPC＋DPPE＋Chol脂质体是立方六角形相结构。     

遗传信息传递的晶体学解密

生物大分子(如蛋白质等)在生物体内行使功能必须要保证其立体结构的正确性。作为研究大分子高级结构的主要手段,结晶技术结合X-射线衍射技术、核磁共振技术以及电镜技术被普遍应用于高级结构的数据分析。随着这些技术的进一步完善,目前已经能完成蛋白质与配体的共结晶。遗传信息从最原始的DNA或RNA传递到以蛋白质的形式呈现功能的过程是由众多酶或蛋白质复合体催化的多步骤进程,解析其中重要元件的空间结构推动了对这些酶反应机理的深入研究。主要阐述结晶技术在遗传信息传递过程中关键酶或蛋白质复合体的研究中的应用。     

梭菌MH18 菌株诱导碳酸盐矿物的形成

【目的】研究细菌作用下碳酸盐矿物的形成过程有助于了解微生物成矿的机理。【方法】在LagoaVermelha培养基中(Mg/Ca为6:1)对一株分离自土壤样品的梭菌MH18菌株进行了为期35天的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X-射线衍射技术对沉淀物的矿物成分进行了测定,利用光学显微镜和扫描电子显微镜对沉淀物的形态进行了系统的观察。【结果】MH18菌株在Lagoa Vermelha培养基中诱导形成了以高镁方解石为主的碳酸盐矿物;这些矿物起初具有哑铃状的外形,后来发展为球状;无菌对照实验中出现少量沉淀物,但X-射线衍射技术图谱显示它们是非晶态物质。【结论】MH18菌株具有促进碳酸盐矿物结晶的功能;碳酸盐矿物的特殊形态(哑铃状和球状)可能与细菌形态存在着某种成因上的联系。     

G-四链体与配体相互作用的研究方法进展

核酸的G-四链体结构在原核生物和真核生物的基因组中广泛存在,并参与基因复制和重组、端粒延伸、基因表达调控等多种重要的生物学过程.G-四链体与配体如Telomestatin、TMPy P4、BRACO-19、RHPS4等的相互作用研究有助于阐明其生物学功能.G-四链体与配体分子间的相互作用研究应用多种分析方法,如硫酸二甲酯印迹、凝胶迁移、聚合酶终止实验等生物化学法,而现代分析技术包含圆二色谱、荧光光谱、荧光共振能量转移、核磁共振、X-射线晶体衍射等光谱法,以及表面等离子体共振、电喷雾质谱和毛细管电泳法等.本文综述了可与G-四链体结合的配体以及G-四链体与配体相互作用的研究方法,并对各种方法进行了比较.     

兔肌羧甲基甘油醛-3-磷酸脱氢酶的电子显微镜观察及其光学分析处理

本文首次报道用电子显微术观察兔肌甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)晶体及游离酶分子的结果,并进行了光学衍射分析和光学滤波处理。根据光学衍射图决定的二维投影晶胞参数为69.4A×67.6A(72°)。在电子显微镜下可以直接见到酶分子由四个亚基组成,这与生化分析及X射线衍射分析结果相一致。     

生物学研究中利用强X射线源的衍射技术

X射线衍射技术应用于生物学研究,六十年代主要是采用固定靶或旋转靶X射线源,研究蛋白质和核酸等的静态晶体结构,以从分子解剖学的角度认识有关的生命现象。但是,这种技术方法对于较复杂的生物体系和生命现象中发生在分予水平的瞬时动态过程,诸如酶促反应巾酶分子结构变化与功能的关系,肌肉收缩过程巾肌动蛋白和肌球蛋白的变化规律等分了生理学变化,却无从观祭。因此,近年来开始利用电子同步加速器的强X射线作为衍射光源,来研究肌肉运动和酶反应等复杂体系的动态过程。目前,国际上已建立了若干可供生物学研究应用的电子同步加速器强X射线源。     

新型淀粉基全生物降解薄膜的研究

以玉米淀粉为主要原料,研究了蚋米SiO_2改性淀粉薄膜的最佳分散处理工艺,并通过测定样品的红外吸收光谱、X-射线衍射图和扫描电镜照片对该膜的结构进行了分析。结果表明:纳米SiO_2的最佳分散工艺为向2g纳米SiO_2的分散液中加入0.015g聚丙烯酰胺(PA)后,先用机械力研磨分散1h,然后置入淀粉-聚乙烯醇(ST-PVA)共混液中;纳米SiO_2在淀粉和聚乙烯醇分子间形成了均一致密的交联网状结构;所制备薄膜的各项性能均得到大幅度提高,其中拉伸强度可达34.82Mpa,断裂伸长率为331%,达到国标GB 4456—84所规定的标准。     

鸡胚发育中肝脏类脂滴液晶态结构的研究

本文应用小角x射线衍射法,辅之以差热分析(DTA)和偏光显微镜法,研究了鸡胚肝脏中的液晶态类脂滴的结构和相变特性.结果表明:肝脏类脂滴是由同心的片层构成的球形颗粒,片层厚度为37(?);在室温及不高于其生理温度的范围内,处于片层状液晶态,在37～41℃,则转变成各向同性液态.并认为此片层状液晶态可能具有特殊的生物功能.     

兔肌羧甲基甘油醛-3-磷酸脱氢酶的电子显微镜观察及其光学分析处理

本文首次报道用电子显微术观察兔肌甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)晶体及游离酶分子的结果,并进行了光学衍射分析和光学滤波处理。根据光学衍射图决定的二维投影晶胞参数为69.4(?)×67.6(?)(72°)。在电子显微镜下可以直接见到酶分子由四个亚基组成,这与生化分析及X 射线衍射分析结果相一致。     

膜蛋白结晶方法学研究进展

膜蛋白执行着物质运输、能量转换和信号转导等重要生物学功能,其分子的三维结构解析对阐述其功能及开展理性药物设计有着十分重要的意义．目前膜蛋白结构解析以X射线单晶衍射技术为主,该技术需要高质量晶体作为衍射对象．然而由于膜蛋白具有两亲性,难以得到高度有序的三维晶体,进而导致其结构解析十分困难．针对此问题,研究者们发展了一些专门面向膜蛋白的结晶方法,如基于去垢剂的方法,基于脂类的方法等．本文回顾了这些方法,并对未来膜蛋白的结晶研究进行了展望．     

毒根斑鸠菊中的一个新倍半萜的分离与鉴定

为了更好的研究毒根斑鸠菊(Vernonia cumingiana Benth)叶茎的化学成分与活性测定,利用硅胶柱层析、Sephadex LH-20等柱色谱技术对毒根斑鸠菊叶茎提取物进行了分离,并采用现代波谱学技术(1 H NMR、13C NMR、HMBC、HMQC等)及X-射线单晶衍射技术并根据其理化性质鉴定了七个化...     

核蛋白体的中子散射研究

制造蛋白质的细胞器——核蛋白体含有58个大分子。这些大分子的空间排列已经用中子束照射的方法搞清楚。用电镜观察大肠杆菌中的核蛋白体,只看到一些小的不规则的颗粒。如用X-射线衍射法研究这些颗粒(亚单位),颗粒又太大,这样有人就用中子散射进行研究,得到了很有用的资料。目前已知道核蛋白体它的